人骨髓间充质干细胞小细胞外囊泡通过调控修复基因表达增强皮肤成纤维细胞迁移能力的研究

本研究针对骨髓间充质干细胞(MSCs)分泌组在伤口愈合中的作用机制这一关键科学问题，研究人员系统比较了人骨髓间充质干细胞(hBM-MSCs)分泌的小细胞外囊泡(sEVs)、非囊泡组分(NsEV)和完整条件培养基(CM)对正常人皮肤成纤维细胞(NHDFs)迁移和增殖的影响。通过转录组测序分析发现，MSC-sEVs在低剂量(0.1μg/mL)即可显著促进NHDFs迁移，且效果优于其他组分，同时调控了与细胞迁移和增殖相关的关键基因表达。该研究为伤口愈合治疗中细胞分泌组分的选择提供了重要参考依据。

　　

在组织修复和再生医学领域，骨髓间充质干细胞(Mesenchymal Stromal Cells, MSCs)因其强大的治疗潜力而备受关注。虽然MSCs的直接移植效果有限，但其分泌的多种生物活性物质被认为是发挥治疗作用的关键介质。其中，直径30-200nm的小细胞外囊泡(small Extracellular Vesicles, sEVs)作为细胞间通讯的重要载体，可能承载着MSCs的治疗潜能。然而，MSCs的完整分泌组(secretome)是一个复杂的混合物，既包含有益成分如sEVs和可溶性蛋白，也可能存在代谢废物等不利因素。目前尚不清楚分泌组中不同组分在伤口愈合过程中的相对贡献，这限制了基于MSCs分泌组的精准治疗策略的开发。

针对这一科学问题，牛津大学苏州先进研究中心等机构的研究人员Rui Lei、Tamiris Borges da Silva等人开展了一项系统研究。他们通过比较人骨髓间充质干细胞(hBM-MSCs)分泌的sEVs、非囊泡组分(NsEV)和完整条件培养基(CM)对正常人皮肤成纤维细胞(Normal Human Dermal Fibroblasts, NHDFs)功能的影响，结合转录组学分析，揭示了不同分泌组分在促进伤口愈合过程中的作用差异。这项研究成果发表在《Scientific Reports》期刊上，为开发基于MSCs分泌组分的伤口愈合治疗策略提供了重要理论依据。

研究团队采用了多项关键技术方法：通过差速离心法从hBM-MSCs和NHDFs条件培养基中分离sEVs和NsEV组分；利用纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜(TEM)对sEVs进行表征；采用划痕实验和CCK-8法分别评估细胞迁移和增殖能力；通过RNA测序和生物信息学分析揭示基因表达变化；所有实验均设置了NHDFs自身分泌组分作为平行对照。

在"Characterisation of MSC-sEV and HDF-sEV"部分，研究人员证实分离的sEVs具有典型特征：粒径分布峰值约118nm，表达CD63和CD81等标志物，电镜下呈现杯状形态。PKH67标记实验显示NHDFs可有效内化MSC-sEVs，为后续功能研究奠定了基础。

"The effect of cellular secretome on migration of NHDFs"部分的研究结果令人振奋。虽然hBM-MSCs分泌的所有组分(CM、sEV和NsEV)都显示出促进NHDFs迁移的总体趋势，但MSC-sEVs表现出显著优势：在低至0.1μg/mL的剂量下就能显著增强迁移，效果优于其他组分；且MSC-sEVs的促迁移能力明显强于NHDFs自身分泌的sEVs。相比之下，NsEV组分需要高浓度(750μg/mL)才显示出显著效果。

有趣的是，在"The effect of cellular secretome on proliferation of NHDFs"部分，CCK-8实验显示低剂量(≤30μg/mL)的各类分泌组分对NHDFs增殖均无显著影响，但高剂量的MSC-CM和MSC-NsEV(750-1500μg/mL)能促进增殖。进一步分析发现分泌组分的促增殖作用主要发生在处理后的前24小时内。

"RNA sequencing analysis"部分揭示了分子层面的机制。与对照组相比，MSC-sEVs处理导致1159个基因差异表达。热图分析显示不同处理组的基因表达特征明显不同。"Gene ontology"分析发现MSC-sEVs显著富集了与细胞迁移相关的通路，如上皮细胞迁移、组织迁移等。值得注意的是，虽然增殖实验未显示明显变化，但MSC-sEVs和NsEV都调控了"细胞群体增殖调控"通路中的多个基因。

综合讨论表明，hBM-MSCs分泌的sEVs在促进NHDFs迁移方面具有独特优势：起效剂量低、效果显著、特异性强。这种优势可能源于sEVs携带的特定生物活性物质，如microRNAs(miRNAs)，这从基因本体分析中miRNA相关通路的富集得到支持。研究同时指出NsEV组分也含有促进伤口愈合的有益因子，但需要更高浓度才能显现效果。

这项研究的重要意义在于：首次系统比较了MSCs分泌组中不同组分的功能差异，为伤口愈合治疗中分泌组分的选择提供了科学依据；证实sEVs是MSCs分泌组中促进细胞迁移的关键活性成分；建立了分泌组分功能评价的标准化流程，包括细胞模型、转录组分析和功能验证的组合策略。这些发现不仅深化了对MSCs治疗机制的理解，也为开发基于sEVs的无细胞治疗策略指明了方向。

研究的局限性在于仅使用了健康NHDFs，未来需要扩展到病理状态细胞；且缺乏动物模型验证。作者建议后续工作应结合质谱分析sEVs的分子组成，探索3D培养模型，并开展临床前研究。这些深入探索将进一步推动MSCs分泌组分在再生医学中的转化应用。